2022版高考物理一轮复习-专题练习2-共点力的动态平衡和平衡中的临界、极值问题.doc

2022版高考物理一轮复习 专题练习2 共点力的动态平衡和平衡中的临界、极值问题2022版高考物理一轮复习 专题练习2 共点力的动态平衡和平衡中的临界、极值问题年级：姓名：- 6 -专题突破练习(二)(时间：30分钟)1.(2020辽宁大连海湾高级中学月考)如图所示，电灯悬于两壁之间，保持O点及绳OB的位置不变，而将绳端A点缓慢向上移动，则()A绳OA所受的拉力逐渐增大B绳OA所受的拉力逐渐减小C绳OA所受的拉力先增大后减小D绳OA所受的拉力先减小后增大D以O点为研究对象，处于平衡状态，根据受力平衡，当A点缓慢向上移动时，绳OA拉力由图中位置1依次到位置2和位置3，可以看出绳OA所受的拉力先减小后增大，故D正确。2.为迎接新年，小明同学给家里墙壁粉刷涂料，涂料滚由滚筒与轻杆组成，示意图如图所示。小明同学缓缓上推涂料滚，不计轻杆的重力以及滚筒与墙壁的摩擦力。轻杆对涂料滚筒的推力为F1，墙壁对涂料滚筒的支持力为F2，涂料滚的重力为G，以下说法中正确的是()AF1增大BF1先减小后增大CF2增大DF2减小D以涂料滚为研究对象，分析受力情况，作出受力图如图所示。设轻杆与墙壁间的夹角为，根据平衡条件得F1，F2Gtan ；由题知，轻杆与墙壁间的夹角减小，cos 增大，tan 减小，则F1、F2均减小。故选D。3.如图所示，有一质量不计的杆AO，长为R，可绕A端自由转动。用绳在O点悬挂一个重为G的物体，另一根绳一端系在O点，另一端系在以O点为圆心的圆弧形墙壁上的C点。当点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动过程中(保持OA与地面间的夹角不变)，OC绳所受拉力的大小变化情况是()A逐渐减小B逐渐增大C先减小后增大D先增大后减小C对物体受力分析，物体受力平衡，可知竖直绳的拉力不变大小为G；再对O点分析，O受竖直绳的拉力、OA的支持力F及OC绳的拉力而平衡，受力分析如图所示，F和OC绳的拉力的合力与G大小相等、方向相反，则在C上移的过程中，由图可知OC绳的拉力先减小后增大，选项C正确。4.光滑半球面上的小球被一力F通过定滑轮由底端拉到顶端，在此过程中，试分析绳的拉力F及半球面对小球的支持力FN的变化情况，下列说法正确的是()AF逐渐减小BF逐渐增大CFN逐渐减小DFN保持不变AD分析小球受力，如图所示，作出FN与F的合力F合，则F合mg。建立一矢量三角形(此三角形的三条边分别为F、FN、F合)，此矢量三角形与几何三角形ABO相似。根据相似比，有，则FF合mg，因为绳AB段不断缩短，AO保持不变，所以F不断变小。FNF合mg，因为R、AO都保持不变，所以FN保持不变。故选A、D。5.(多选)如图所示，质量为M、倾角为的斜劈在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在斜面上时正好匀速下滑。如果用与斜面成角的力F拉着木块沿斜面匀速上滑。则有()AF的最小值为2mgsin BF的最小值为mgsin 2C当时F取最小值D当0时F取最小值BC对木块，当没加外力F时正好匀速下滑，设木块与斜面间的动摩擦因数为，由平衡条件得mgsin mgcos ，当加上外力F时，对木块受力分析如图所示，fN，平行于斜面方向，fmgsin Fcos ，垂直于斜面方向，NFsin mgcos ，联立解得F，故当时，F最小，最小值Fminmgsin 2，B、C正确，A、D错误。6如图所示，足够长的光滑平板AP与BP用铰链连接，平板AP与水平面成53角固定不动，平板BP可绕水平轴在竖直面内自由转动，质量为m的均匀圆柱体O放在两板间，sin 530.8，cos 530.6，重力加速度为g。在使BP板由水平位置缓慢转动到竖直位置的过程中，下列说法正确的是()A平板BP受到的最小压力为mgB平板BP受到的最大压力为mgC平板AP受到的最小压力为mgD平板AP受到的最大压力为mgA圆柱体受重力、斜面AP的弹力F1和挡板BP的弹力F2，如图所示，圆柱体一直处于平衡状态，则F1与F2合力Fmg，由图可知，当挡板BP逆时针缓慢地转向竖直位置的过程中，F1越来越大，F2先变小，后变大；由几何关系可知，当F2的方向与AP的方向平行(即与F1的方向垂直)时，F2有最小值，为F2minmgsin 53mg，当挡板BP竖直时，F2最大，为F2maxmgtan 53mg，由牛顿第三定律可知平板BP受到的最小压力为mg，最大压力为mg，A正确，B错误；当BP沿水平方向时，AP对圆柱体的支持力为0，所以AP受到的压力也等于0，C错误；由图可知，当BP竖直时，AP对圆柱体的支持力最大，为F1maxmg，由牛顿第三定律可知，平板AP受到的最大压力为mg，D错误。7.如图所示，质量M2 kg的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块与质量 m kg的小球B相连。今用与水平方向成30角的力F10 N，拉着小球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，g取10 m/s2。求：(1)运动过程中轻绳与水平方向的夹角；(2)木块与水平杆间的动摩擦因数；(3)当为多大时，使小球和木块一起向右匀速运动的拉力最小？解析(1)对B进行受力分析，设轻绳对B的拉力为T，由平衡条件可得Fcos 30Tcos Fsin 30Tsin mg解得T10 N，tan ，即30。(2)对A进行受力分析，由平衡条件有Tsin MgFNTcos FN解得。(3)对A、B进行受力分析，由平衡条件有Fsin FN(Mm)g，Fcos FN解得F令sin ，cos ，即tan ，则F显然，当90时，F有最小值，所以tan 时，即arctan ，F的值最小。答案(1)30(2)(3)arctan